2020-2021學(xué)年3.功率學(xué)案及答案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

三、功率【要點導(dǎo)學(xué)】 1、功率是表示的物理量，功率是量，在國際單位制中功率的單位是。 3、P=W/t是功率的定義式，它普遍適用，不管是恒力做功，還是變力做功，不管是機械功還是電功等它都適用。但由它求得的一般是功率。公式P=Fvcosα，式中α為F與v 的夾角。v為物體的對地速度。當(dāng)v為平均速度時，求得的功率為功率，當(dāng)v為瞬時速度時，求得的功率為功率。 4、汽車等交通工具的動力學(xué)分析：（設(shè)汽車受到的摩擦阻力大小保持恒定）當(dāng)保持功率恒定時，由P=Fv可以看出，F(xiàn)與v成反比，牽引力是變力，汽車作變加速運動，根據(jù)牛頓定律F-f=ma（f為汽車受到的阻力），隨著速度的變大，將導(dǎo)致減?。▽?yīng)的加速度也相應(yīng)減?。?，但只要有加速度，汽車的速度將進一步增大，導(dǎo)致牽引力進一步減小，直至牽引力F等于阻力f，汽車作勻速直線運動，此時的最大速度為，汽車在不同的輸出功率下能夠達(dá)到的最大速度是不同的，其中的最大值對應(yīng)汽車以最大輸出功率（一般認(rèn)為等于額定功率）。要提高汽車在給定路面上的最大速度值，應(yīng)選用額定功率的發(fā)動機。當(dāng)牽引力F不變時，根據(jù)牛頓定律F-f=ma，汽車作勻變速運動，P與v成正比，當(dāng)瞬時功率達(dá)到最大功率時，汽車的功率將保持不變，汽車改作運動，直至達(dá)到最大速度。【范例精析】例1 一個質(zhì)量為m的物體，在幾個與水平面平行的力作用下靜止在水平面上，在t=0時刻，將其中的一個力從F增大到3F，其他力不變，則在t=t1時刻，該力的功率為多大？解析由于僅一個力大小變化，則其改變量即為物體受到的合外力，應(yīng)用牛頓定律算出加速度，并應(yīng)用勻變速運動速度公式求出此時的瞬時速度，在根據(jù)瞬時功率的定義式就可以求出此力的功率。P=Fvcosα=3F×2Ft/m=6F2t/m 拓展涉及功率的計算時一定要區(qū)分平均功率和瞬時功率，因為這兩種功率的計算公式不同，審題時必須十分仔細(xì)。一質(zhì)量為m的木塊靜止在光滑的水平地面上，從t=0開始，將一個大小為F的水平恒力作用在該木塊上，在t=t1時刻力F的功率和這段時間內(nèi)的功率分別為多大？例2 汽車的質(zhì)量為m=6.0×103kg，額定功率為Pm=90Kw,沿水平道路行駛時，阻力恒為重力的0.05倍(取g=10m/s2)。求： (1)汽車沿水平道路勻速行駛的最大速度； (2)設(shè)汽車由靜止起勻加速行駛，加速度為a=0.5m/s2,求汽車維持這一加速度運動的最長時間。解析（1）汽車勻速運動時F-0.05mg=0┄┄① 汽車的額定功率Pm=Fvm┄┄② 代入數(shù)據(jù)得vm=30m/s。汽車勻加速行駛時，動力學(xué)方程為F-0.05mg=ma┄┄③ 汽車的瞬時功率為P=Fv┄┄④ 汽車的瞬時速度為v=at┄┄⑤ 要求瞬時功率小于或等于額定功率P≤Pm┄┄⑥ 代入數(shù)據(jù)得t≤30s┄┄⑦. 拓展有些同學(xué)計算勻加速運動可維持的時間時，用汽車在水平路面上的最大速度除以加加速度，得到時間為60s，這種做法是認(rèn)為汽車可以一直以勻加速達(dá)到最大速度，顯然是錯誤的。在用公式P=Fv時，必須結(jié)合具體的物理過程作細(xì)致的分析，應(yīng)弄清是什么物理量保持恒定，例如在勻加速運動中，是牽引力F保持恒定；而在達(dá)到額定功率后，是汽車的功率保持恒定。本題中汽車的速度—時間圖象如圖所示，圖中V1=at=15m/s。【能力訓(xùn)練】 1、關(guān)于功率,下列說法正確的是（ B ） A 功率是描述力做功多少的物理量 B功率是描述力做功快慢的物理量 C做功時間長,功率一定小 D力做功多,功率一定大 2、關(guān)于功率，以下說法正確的是（ C ） A、據(jù)P=W/t可知，機器做功越多，其功率就越大。 B、據(jù)P=Fv可知，汽車的牽引力一定與其速率成反比。 C、據(jù)P=Fv可知，發(fā)電機的功率一定時，交通工具的牽引力與運動速率成反比。 D、據(jù)P=W/t可知，只要知道時間t內(nèi)機器所做的功，就可求得這段這段時間內(nèi)任一時間機器做功的功率。 3、汽車上坡時，司機必須換檔，其目的是（ C ） A.減小速度，得到較小的牽引力 B.增大速度，得到較小的牽引力 C.減小速度，得到較大的牽引力 D.增大速度，得到較大的牽引力 4、質(zhì)量為m的物體，在水平力F的作用下，在光滑水平面上從靜止開始運動，則有（ BC ） A．若時間相同，則力對物體做功的瞬時功率跟力F成正比 B．若作用力相同，則力對物體做功的瞬時功率跟時間t成正比 C．某時刻力F的瞬時功率大于這段時間內(nèi)力F的平均功率 D．某時刻力F的瞬時功率等于這段時間內(nèi)力F的平均功率 5、某同學(xué)進行體能訓(xùn)練,用了1000s時間跑上20m高的高樓,試估測他登樓的平均功率最接近的數(shù)值是（ A ） A 10W B 100W C 1kW D 10kW 6、火車在一段水平的直線軌道上勻加速運動，若阻力不變，則牽引力F和它的瞬時功率P的變化情況是（ A ） A、F不變，P變大 B、F變小，P不變 C、F變大，P變大 D、F不變，P不變 7、同一恒力按同樣方式施在物體上，使它分別沿著粗糙水平地面和光滑水平地面移動相同的一段距離，恒力的功和功率分別為W1、P1和W2、、P2，則兩者的關(guān)系是（ B ） A、W1>W2 P1>P2 B、W1=W2 P1P2 D、W1